VIBROCAM 5000 Das diagnostische Überwachungssystem für ...

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LWA 09042.
SEK 22217
Stat. Warennummer: 49111090
LKZ: 004
ALNR: N
ECCN: N
VIBROCAM 5000 NT
Das diagnostische Überwachungssystem
zur Optimierung der Verfügbarkeit von
Turbomaschinen
Änderungen vorbehalten
Gedruckt auf chlorfrei gebleichtem Papier
Die Informationen in diesem Dokument enthalten allgemeine
Beschreibungen der technischen Möglichkeiten, welche im Einzelfall
nicht immer vorliegen. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind
daher im Einzelfall bei Vertragsschluss festzulegen.
Power Generation

PG Diagnostics Suite TM
Kostenreduktion
• Vermeiden ungeplanter Stillstände
• Diagnose von Auffälligkeiten
Die konsequente Umsetzung der Strategie
der zustandsorientierten Instandhaltung setzt
fundiertes Wissen über den Maschinenzustand
voraus.
Für Turbomaschinen wie z.B.
• Dampfturbosätze,
• Gasturbinen,
• Pumpspeichersätze
aber auch
• Verdichter oder
• Turbospeisepumpen,
liefert VIBROCAM 5000 diese Informationen.
Zustandsorientierte Instandhaltung ist die
Strategie der Optimierung der Verfügbarkeit
von Produktionsmaschinen zur Gewinnsteigerung.
Dies wird möglich durch:
Weiterbetrieb einer auffälligen Maschine
bis zur geplanten Revision unter automatischer
und diagnosegerechter Beobachtung
der Auffälligkeit vermeidet Produktionsverluste.
Versicherungen unterstützen
diese Vorgehensweise unter der Voraussetzung,
dass entsprechend qualifizierte Systeme
zur diagnostischen Überwachung
eingesetzt werden.
• Verkürzen von geplanten Stillstandszeiten
durch Beschränkung auf notwendige Wartungsarbeiten.
Anlagenteile werden nur dann in die Revision
einbezogen, wenn die dort gemessenen
Kenngrößen eine Abweichung vom
Sollzustand anzeigen. Mit der detaillierten
Kenntnis des Maschinenzustands kann die
Revisionsdauer so auf ein Mindestmaß
reduziert werden.
Durch Kenntnis des Maschinenzustandes
werden Techniker und Ingenieure in die Lage
versetzt, die Verfügbarkeit der Maschinen zu
steigern. Hierfür benötigen Sie leistungsstarke
Werkzeuge.
• Feinfühlige und diagnosegerechte Überwachung
des Maschinenzustandes
bietet die Gewähr, dass selbst schleichende
Änderungen im Maschinenverhalten sicher
detektiert werden. Durch frühest mögliche
Signalisierung sich anbahnender Schädigungen
wird die Reaktionszeit zur Ermittlung der
wirtschaftlichsten Problemlösung maximiert.
• Selbst der Notbetrieb von bereits geschädigten
oder zur Revision anstehenden
Maschinen wird durch die schnelle Bereitstellung
von Informationen über die Entwicklung
der Schädigung unterstützt.
Die sichere Kenntnis der tatsächlichen
Schädigung und deren Ursache ist Voraussetzung
für eine wirtschaftliche Lösung des
Problems. Durch eine Fülle von Funktionen
und Diagrammen zur Schadensanalyse bietet
VIBROCAM 5000 gängige und einzigartige
Werkzeuge zur Umsetzung der Strategie der
zustandsorientierten Instandhaltung an
Turbomaschinen.
• Unwuchten
• Ausrichtfehler
• Anstreifen
• Leitungsbruch
• Anrisse
• Lockerungen
• Schaufelbrüche
• Fundamentveränderungen
und vieles mehr werden sicher detektiert.
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PG Diagnostics Suite TM
Die Komponenten von VIBROCAM 5000
Das Normalverhalten der
Maschine wird automatisch -
ermittelt und als Referenzzustand
archiviert.
VIBROCAM 5000 besteht aus
drei Komponenten:
• Der Datenerfassungseinheit VIBRODAU 5000
• Dem Softwarepaket VIBROEXPERT CM-500
und
• einem Rechnersystem
Die Datenerfassungseinheit
VIBRODAU 5000
VIBRODAU 5000 wurde speziell für die diagnostische
Überwachung von Turbomaschinen
entwickelt. Sie zeichnet sich daher durch folgende
Eigenschaften besonders aus:
Auf einen Blick erkennt der Operator
Abweichungen vom Normalverhalten
der Maschine.
• Parallele, rotorgetriggerte Datenerfassung
ist die Grundvoraussetzung zur Schadensanalyse
und ermöglicht die Korrelation aller
Messwerte untereinander
• Die Zykluszeit von ca. 1 Sekunde für die
Datenerfassung stellt schnellste Reaktionszeit
auf Anomalien im Maschinenverhalten
sicher.
• Bis zu 48 Schwingungsmesskanäle, verteilt
auf bis zu drei Wellen, und 112 Kanäle für
Prozessgrößen sowie drei Drehzahleingänge
ermöglichen die Datenerfassung an
beliebigen Turbomaschinen
• Die Erfassung der Summenschwingung,
vier Harmonischer nach Betrag und Phase
sowie eines Restwertes bietet die Gewähr
für eine sichere Schadensanalyse
• Automatisch erfasste Zeitfunktionen,
Spektren und Wellenbahnen stellen weitere
Informationsquellen zur Schadensermittlung
dar
Detaillierte Informationen entnehmen Sie
bitte der Technischen Beschreibung.
Das modulare Softwarepaket
VIBROEXPERT CM-500
Auch VIBROEXPERT CM-500 ist vollständig auf
die analytische Überwachung von Turbomaschinen
zugeschnitten und erfüllt die Aufgaben:
• Überwachen,
• Archivieren und
• Analysieren
Überwachen
Bis zu 1000 automatisch ermittelte Grenz- und
Bezugswerte je Schwingungsmessstelle garantieren
im Normalbetrieb eine hochsensible
Überwachung des Maschinenzustandes auf
Veränderungen gegenüber Referenzzuständen.
Historische Ereignisse werden mit einer
Auflösung von bis zu einer Sekunde präzise
für Analysezwecke wiedergegeben.
Abweichungen einzelner Werte von Referenzwerten
können zu schadenstypischen Ereignismustern
verknüpft und überwacht werden.
Bei Eintritt des Ereignismusters laufen vorprogrammierte
Aktionen automatisch ab.
Hochfahr- oder Auslaufvorgänge werden durch
Vergleich jedes Schwingungsmesswertes mit
einem statistisch ermittelten Referenzvorgang
überwacht.
Die Kombination leistungsstarker Diagramme
erleichtert die Analyse eines
Ereignisses merklich.
Aktuelle Ereignismuster werden automatisch
mit Hinterlegten Mustern verglichen.
Bei Übereinstimmung kann z.B.
eine entsprechende Meldung abgesetzt
werden.
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Das Anfahrverhalten wird mit
Hilfe von statistisch ermittelten
Referenzvorgängen automatisch
überwacht.
Zeitfunktionen, Frequenzspektren
und Orbits bzw. deren
Lage zueinander sind aussagekräftige
Analysewerkzeuge.
Archivieren
Analysieren
Der Diagnoserechner
Bei Abweichung eines einzigen Messwertes
vom erlernten Referenzzustand wird ein
kompletter Datensatz gespeichert. Solange
alle Messwerte innerhalb der Toleranzbereiche
liegen, werden darüber hinaus komplette
Datensätze in vorgebbaren Zeitintervallen
bzw. im Hoch- und Auslauf in vorgebbaren
Drehzahlschritten gesichert.
Auch nach Jahrzehnten liegen auf diese
Weise die Originalmessdaten für jedes beliebige
Ereignis vor und können zur Interpretation
aktueller Vorgänge herangezogen
werden.
Zur Ermittlung von Zusammenhängen zwischen
Ursache und Wirkung erlauben nahezu
alle Diagramme interaktiv die gleichzeitige
Darstellung der Daten mehrerer Messstellen.
Die modulare und passwortgeschützte Software
VIBROEXPERT CM-500 erlaubt Wartenpersonal
und Diagnostikern die Auswertung
einer Fülle von Diagrammen zur Ermittlung
des Maschinenzustandes.
Lockerungen und Anrisse zeigen sich
in geändertem Resonanzverhalten der
Maschinenstruktur. Dieses lässt sich in
den Diagrammen erkennen.
Zum Einsatz kommen handelsüblichen Personal
Computer der jeweils neuesten Generation
mit dem Betriebssystem Windows TM .
Über Ethernetkarten können Diagnoserechner
in das hauseigene LAN (local area network)
integriert werden. So wird der Zugriff auf beliebige
Datenerfassungseinheiten von beliebigen
Standorten aus möglich.
Durch Passwort geschützte Kopplung des
Diagnoserechners mit dem Telefonnetz via
Modem wird der Zugriff von Spezialisten aus
der ganzen Welt zur schnellen und kostengünstigen
Unterstützung bei der Diagnose
möglich.
Hier steht ein Blindtext, der
anstelle von Originaltext steht.
Ipsum, lorem und quantum.
Die wichtigen An- und Abfahrvorgänge
werden automatisch erkannt und gespeichert.
Besondere Ereignisse wie z.B. die Auswirkungen
eines Lastabwurfes werden
mit Hilfe des Transientenrecorders untersucht.
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PG Diagnostics Suite TM
Dampfturbinen
Die zu verschiedenen Leistungsklassen
gehörenden Schwingungsmesswerte
werden farblich markiert dargestellt.
Für jede Leistungsklasse werden individuelle
Grenz- und Bezugswerte automatisch
ermittelt.
Die Mehrzahl von Dampfturbinen wird in
Grund- oder Mittellast Kraftwerken eingesetzt.
Hier kommt es insbesondere auf die sensible
Überwachung des Normalbetriebes und auf
die Analyse der Hoch- und Auslaufvorgänge
an.
Durch die betriebszustandsabhängige Überwachung
des Normalbetriebes wird jede –
abnormale Veränderung im Maschinenverhalten
frühzeitig erkannt.
Wie alle mit VIBROCAM 5000 ausgestatteten
Maschinen werden auch diese im Normalbetrieb
durch Vergleich aktueller Messwerte
mit betriebszustandsabhängigen Referenzwerten
überwacht.
Über Größen wie beispielsweise Leistung,
Erregerstrom und Kondensatordruck werden
bis zu 64 Betriebszustände im Normalbetrieb
unterschieden.
Für diese Betriebszustände kann das System
bis zu 1000 Grenz- und Bezugswerte je
Schwingungsmessstelle, sogenannte Referenzwerte,
berechnen.
Durch stetigen Vergleich aktueller Messwerte
mit diesen Referenzwerten werden plötzliche
oder schleichende Änderungen sowie Abweichungen
vom Normalzustand automatisch
detektiert.
Die so erreichte Feinfühligkeit ist unabhängig
von Typ und Aufstellungsart der Maschine.
Ereignisabhängige Systemreaktionen erlauben
den Aufbau einer automatisieren Fehlerbehandlung
Schadenstypische Grenzwertverletzungsmuster,
auch Ereignismuster genannt, lassen
sich in VIBROCAM 5000 speichern. Im Falle
des Eintritts eines Ereignismusters werden
automatisch vorprogrammierbare Aktionen
durchgeführt wie:
• Schalten eines Relais
• Messen von Zeitfunktionen, Spektren
oder Orbits
• Ausgabe von Meldungen
• Einfrieren des Kurzzeitringspeichers
• Starten eines beliebigen Software Programms
wie z.B. Senden eines Fax oder
einer Email
Durch die so erreichte automatisierte Dateninterpretation
erhält auch der Nichtfachmann
unmittelbare Hinweise auf die notwendige
Vorgehensweise im Falle eines Ereignisses.
Häufiges An- und Abfahren belastet die Maschinen
nicht selten in besonderem Maße.
Der analytischen Betrachtung der An- und Abfahrvorgänge
kommt daher große Bedeutung zu.
VIBROCAM 5000 kann diese Aufgabe durch
Vergleich jedes aktuellen An- oder Abfahrvorganges
mit einem Referenzvorgang lösen.
So werden Anrisse, Anstreifen und Lockerungen
beim An- oder Abfahren zuverlässig
erkannt:
Ereignismuster werden hinterlegt
Innerhalb des automatisch ermittelten
Toleranzschlauches sollte sich der
Schwingungsmesswert beim Anfahren
bewegen.
Durch statistische Auswertung normaler Hochund
Abfahrvorgänge aus gespeicherten Daten
bildet VIBROCAM 5000 einen Referenzvorgang.
Durch den automatischen Vergleich eines aktuellen
Hoch- oder Abfahrvorganges mit dem so
ermittelten Referenzvorgang werden o.g. Schädigungen
unmittelbar sichtbar.
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PG Diagnostics Suite TM 13
Kombinierte Gas- und Dampfturbinen (GuD)
Diese Kraftwerksvariante findet aufgrund der
relativ geringen Investitionskosten, des hohen
Wirkungsgrades und der flexiblen Betriebsmöglichkeiten
weite Verbreitung. Je nach Einsatzziel
stehen dabei unterschiedliche Maschinenkombinationen
zur Verfügung.
Die flexibel konfigurierbare Datenerfassungseinheit
VIBRODAU 5000 erlaubt
die Überwachung beliebig kombinierter
Gas- und Dampfturbinen.
Aufgrund seines modularen Aufbaus ist -
VIBROCAM 5000 für den Einsatz an jeder
Maschinenkombination einer GuD Anlage
geeignet.
Unabhängig von
• der Anzahl der mit dem Generator mechanisch
gekoppelten Gas- und Dampfturbinen
und
• der Kombination energetisch gekoppelter
Maschinen
überwacht VIBROCAM 5000 jede Maschine
individuell, unabhängig von dem Betriebszustand
oder der Betriebsart gekoppelter
Maschinen.
Ein wichtiger Aspekt bei der Überwachung
von GuD Anlagen ergibt sich aus der Kopplung
der Dampfturbine mit dem Generator während
des Betriebes. Je nach Kupplungseingriffswinkel
ergeben sich unterschiedliche Schwingungszustände
für den gesamten Maschinenstrang,
die zu erhöhter Belastung der Maschinen
führen können.
VIBROCAM 5000 gibt hierüber unmittelbar
Rückmeldung. So ist es möglich, die Schalthandlung
zu wiederholen, um die Beanspruchung
der Maschinen zu minimieren.
Die Verzahnungsüberwachung der wichtigen
Getriebe ist ebenfalls eine der vielen Anwendungsmöglichkeiten
von VIBROCAM 5000.
Schwingbeschleunigungssignale können demoduliert
auf getriebespezifische Kennwerte umgesetzt
und in die Überwachung einbezogen
werden.
Auch Getriebe können über intelligente
Kennwertbildung in die diagnostische
Überwachung eingebunden werden.
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PG Diagnostics Suite TM 15
Pumpspeicher- und Laufwasserkraftwerke
Im Gegensatz zu Laufwasserkraftwerken stellen
Pumpspeicherwerke als Spitzenlastkraftwerke
besondere Anforderungen an ein Überwachungssystem.
Die Besonderheit dieser Maschinen liegt in
den unterschiedlichen Betriebsregimen
• Turbinenbetrieb
• Pumpbetrieb
• Phasenschiebebetrieb in Pumpendrehrichtung
und
• Phasenschiebebetrieb in Turbinendrehrichtung
Die größte Belastung erfährt die Maschine
in den Betriebsübergängen
Diese sind daher für die Analyse des Maschinenzustandes
von großem Interesse. Von
Binärsignalen gesteuert oder auf Tastendruck
erfasst VIBROCAM 5000 daher die Rohsignale
der Schwingungsaufnehmer während der Betriebsübergänge
und stellt sie zur Auswertung
zur Verfügung.
Für die Überwachung der Betriebsübergänge
durch Vergleich mit Referenzvorgängen ist ein
patentiertes Verfahren in Vorbereitung.
Ausrichtfehler werden sichtbar
Neben allen bisher geschilderten Funktionen
stellt VIBROCAM 5000 ein weiteres, auf diesen
Maschinentyp zugeschnittenes Softwaremodul
zur Verfügung.
Betriebsartübergänge z.B. vom Pumpbetrieb
zum Turbinenbetrieb lassen sich
mit dem Transientenrecorder untersuchen.
So werden die auf die Maschine
wirkenden Kräfte sichtbar.
in denen sie eingesetzt werden.
In jedem dieser Betriebsregime stellt sich je
nach Betriebszustand ein eigenständiges
Schwingungsbild ein. VIBROCAM 5000 bezieht
daher über geeignete Binärsignale das
jeweilige Betriebsregime in die diagnostische
Überwachung ein.
Im Diagramm „Stapelorbit“ werden die Wellenbahnen
der üblicherweise drei Messebenen
übereinandergelegt um Ausrichtfehler sichtbar
zu machen
Die grafische Kombination der in verschiedenen
Ebenen gemessenen
Wellenbahnen lässt Rückschlüsse auf
den Ausrichtzustand zu.
Innerhalb der Betriebsregime unterscheidet
VIBROCAM 5000 jeweils bis zu 16 Betriebszustände,
die sich aus Betriebsgrößen wie z.B.
Leistung, Fallhöhe oder Leitschaufelstellung
ergeben.
Deutlich wird der Zusammenhang zwischen
Schwingungsamplituden und Leistung
sichtbar.
Für jeden Betriebszustand innerhalb jedes
Betriebsregimes ermittelt VIBROCAM 5000
Grenz- und Bezugswertsätze für plötzliche
und schleichende Veränderungen sowie für
die Überwachung von Abweichungen vom
erlernten Normalzustand.
So wird die extreme Feinfühligkeit der Überwachung
auch bei unterschiedlichsten
Betriebsbedingungen sicher gewährleistet.
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PG Diagnostics Suite TM 17
Schnelle Schadensaufklärung mit dem
mobilen System VIBROCAM 5000 portable
Selten ist zum Zeitpunkt einer Schadensmeldung
klar, welche Analysatoren zur Aufklärung
benötigen werden.
Mit 16 Schwingungsmesskanälen und 8 Kanälen
zur Erfassung von Prozessgrößen stellt
VIBROCAM 5000 in der mobilen Variante das
ideale Werkzeug zur Schadensaufklärung dar,
denn ausgestattet mit allen oben beschriebenen
Funktionen* arbeitet VIBROCAM 5000
portable als
• ereignisgesteuerter Datensammler,
der ohne Betreuung durch Bedienpersonal
automatisch auch über Monate hinweg
jedes Ereignis detailliert archiviert
• 16 Kanal Orbitanalysator
der die Wellenbahnen von bis zu 8 Messebenen
zur Auswertung aufzeichnet.
Differenzdarstellungen lassen die Kompensation
des Runouts zu.
• 16 Kanal Speicheroszilloskop
zur gezielten Auswertung einzelner Sensorsignale
und als
• 16 Kanal Transientenrecorder
mit dessen Hilfe besondere, schnell ablaufende
Ereignisse, wie z.B. Betriebsregime-
Übergänge und Lastabwürfe aufgezeichnet
und analysiert werden können.
Gerade für den häufig reisenden Serviceingenieur
stellt VIBROCAM 5000 portable aufgrund
dieser Eigenschaften die ideale Lösung
dar, da:
• der prophylaktische Transport und
• die zeitintensive Installation verschiedener
Analysatoren
entfällt.
Auch die speziellen Anforderungen, die Inbetriebnahmen
oder der Einsatz an Prüfständen
erfordern, erfüllt VIBROCAM 5000 portable
durch seine vielfältigen Eigenschaften mit
Bravour. Besondere Erwähnung verdient hier
die einfache und schnelle Konfiguration des
Systems, um es an eine Maschine oder Messaufgabe
anzupassen.
Das Rohsignal des Sensors wird
mit einem Signal aus dem Archiv
verglichen.
Die Wellenbahn im Vergleich zu
einer Referenzmessung zeigt
deutlich Veränderungen an.
• automatisches Meldesystem,
das geringste Veränderungen des Maschinenzustandes
zuverlässig signalisiert und
auf Wunsch per Fax oder Email an jede
beliebige Adresse sendet
• 16 Kanal Frequenzanalysator
zur Schadensanalyse auf der Basis von
Frequenzspektren
Die Rohsignale werden bei besonderen,
kurzzeitigen Ereignissen
archiviert und anschließend analysiert.
*) alle Funktionen als Module nachrüstbar
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